Jet d’encre, impression de toutes les encres de Perovskite halogénure inorganique pour Applications photovoltaïques

Dieter Weber synthétisé la première hybrides organiques-inorganiques halogénure pérovskites en 1978^1,2. Environ 30 ans plus tard en 2009, Akihiro Kojima et collaborateurs fabriqué des dispositifs photovoltaïques à l’aide de la même pérovskites de halogénure hybrides organiques-inorganiques synthétisé par Weber, nommément et CH₃NH₃IBP₃ CH₃NH₃ PbBr₃³. Ces expériences ont été le début d’un raz-de-marée subséquent de recherche portant sur les propriétés photovoltaïques de pérovskites halogénure hybrides organiques-inorganiques. Entre 2009 et 2018, le rendement de conversion de puissance dispositif considérablement augmenté de 3,8 %,³ à plus de 23 % le⁴, hybrides organiques-inorganiques halogénure pérovskites comparable à la base Si des cellules solaires. Comme avec les pérovskites axée sur l’halogénure organique-inorganique, les pérovskites axée sur l’halogénure inorganique a commencé à prendre de traction dans le milieu de la recherche autour de 2012 lorsque le rendement du dispositif photovoltaïque première a été mesuré à 0,9 %⁵. Depuis 2012 les tous les pérovskites axée sur l’halogénure inorganiques ont parcouru un long chemin avec des efficacités de périphérique mesurées pour être de plus de 13 %, comme dans l’étude de 2017 par Sanehira et al. ⁶ les deux les pérovskites organiques et inorganiques trouvent des applications liées aux lasers^7,8,9,10, lumière électroluminescentes diodes^{11, 12 , 13}, rayonnement de haute énergie détection¹⁴, photo détection^15,16et applications photovoltaïques bien sûr^5,15,17,18 . Près ces dix dernières années, plusieurs techniques de synthèse différentes ont émergé des scientifiques et ingénieurs allant des méthodes de la solution traitée de passer l’aspirateur vapeur dépôts techniques^19,20,21. L’halogénure pérovskites synthétisés en utilisant une méthode de solution-traitées sont avantageux car ils peuvent facilement être employés comme les encres pour impression¹⁵jet d’encre.

En 1987, le premier rapporté l’utilisation de l’impression jet d’encre des cellules solaires a été présentée. Depuis lors, les scientifiques et les ingénieurs ont cherché des moyens d’imprimer avec succès tous les photopiles inorganiques avec des propriétés de rendement attrayant et faible mise en œuvre coûte²². Il y a beaucoup d’avantages à des cellules solaires impression jet d’encre, par rapport à certains des méthodes courantes de fabrication basé sous vide. Un aspect important de la méthode d’impression à jet d’encre, c’est que les matériaux à base de solution sont utilisés comme encres. Cela ouvre la porte pour les essais des différents matériaux, tels qu’inorganiques perovskite encres, qui peuvent être synthétisés par des méthodes chimiques humides faciles. En d’autres termes, impression jet d’encre des matériaux de la cellule solaire est un itinéraire de faible coût pour le prototypage rapide. Impression jet d’encre a également l’avantage d’être en mesure d’imprimer de grandes surfaces sur des substrats souples et imprimer par design à basse température dans des conditions atmosphériques. En outre, impression jet d’encre est parfaitement adaptée à la production de masse, permettant la mise en œuvre réaliste de faible coût roll-to-roll^23,24.

Dans cet article, nous discutons tout d’abord les étapes avec synthèse inorganique perovskite quantum dot encres pour impression jet d’encre. Ensuite, nous décrivons les étapes supplémentaires pour préparer des encres pour l’impression et les modalités effectives de jet d’encre, impression d’un film photoactif à l’aide d’une imprimante jet d’encre disponible dans le commerce. Enfin, nous discutons de la caractérisation des films imprimés qui est nécessaire pour s’assurer que les films sont de bonne chimique et composition de cristaux pour la performance de l’appareil de haute qualité.